PROTEIN PENCERNAAN, ABSORBSI, TRANSPORTASI, METABOLISME Nanang Prayitno, MPS Universitas indonusa Esa Unggul Jurusan Gizi

PENCERNAAN Sebagian besar protein dicernakan menjadi AA, selebihnya tripeptida dan dipeptida Secara Mekanik Didalam mulut  tidak terdapat enzym dalam pemecahan protein Secara kimiawi 1. Lambung 2. usus Halus

1. LAMBUNG Pemecahan secara enzymatik Proses denaturasi  asam klorida lambung membuka gulungan protein  memecah ikatan peptida Asam klorida mengubah enzym pepsinogen tidak aktif yang dikeluarkan mukosa lambung  aktif enzim Renin adalah enzym lambung yang penting pada bayi  mencernakan susu

2. USUS HALUS Sekresi Pankreas Hormon enterokinase yang diproduksi sel dinding usus  mengaktifkan tripsinogen  tripsin. Memecah protein dan proteosa, pepton  poli dan dipeptida Tripsin mengaktifkan khymotripsinogen  khymotripsin. Fungsi sama dengan tripsin, tetapi mempunyai kemampuan menggumpalkan susu lebih baik dari tripsin.

Sekresi Intestin Kelenjar2 dinding usus menghasilkan amino peptidase dan dipeptidase. Peptida  asam amino bebas

PENCERNAAN DAN ABSORBSI ORGAN PENCERNAAN DAN ABSORBSI MULUT Mengunyah, makanan bercampur dg air ludah dan ditelan ESOFAGUS Tidak ada pencernaan LAMBUNG Asam lambung membuka molekul protein & mengaktifkan enzim lambung. Protein -------- polipeptida lebih pendek USUS HALUS Polipeptida ------- dipeptida. Tripeptida. AA (diserap) Peptida ---------- AA bebas (diserap)

ABSORBSI & TRANSPORTASI AA diabsorbsi dalam waktu 15 menit setelah makan, di usus halus dg menggunakan mekanisme transpor natrium seperti absobsi glukosa AA  sirkulasi darah melalui vena porta  hati. Sebagian AA digunakan hati dan sebagian  sel jaringan Sbgn besar AA telah diabsorsi pada saat AA sampai di ujung usus halus. Hanya 1 % protein yang dimakan ditemukan dalam feses.

POOL ASAM AMINO Pool AA : cadangan AA dalam darah maupun dalam jaringan (hati, otot) yang setiap saat dapat digunakan tubuh Pool AA terbesar dalam bentuk jaringan otot skelet  bila dari makanan tidak cukup dan diperlukan AA untuk sintesa protein tubuh  sel2 otot dipecah  masuk dalam pool.

Lanjutan Protein tubuh endogen  keseimbangan dalam 2 bentuk yaitu protein plasma dan protein jaringan AA dari makanan hasil pembongkaran jaringan dikumpulkan dalam suatu pool asam amino  asam amino spesifik akan dikirimkan ke jaringan yang memerlukan

KESEIMBANGAN (BALANCE) Jaringan2 dalam tubuh manusia dalam keadaan seimbang yang dinamis (Dinamic state of equilibrium)  perbedaannya satu jaringan lebih aktif dari jaringan lain Protein Turn Over : Protein dalam jaringan tubuh selalu dibongkar dan dibangun  kecepatan turn over tertinggi pada mukosa usus, hati, pankreas, ginjal dan plasma. Terendah pada otot, otak, dan kulit. Hampir tak ada pada jaringan kolagen

KESEIMBANGAN NITROGEN Membandingkan N makanan dg kehilangan N dari tubuh (urin, feses, permukaan tubuh) KN 0 : N intake = N output konsumsi N cukup untuk mengganti kehilangan N (pada orang dewasa) KN + : KN intake > N output Pada bayi, anak, remaja, hamil, menyusui

Lanjutan KN KN - : KN intake < N output  pemecahan jaringan tubuh lebih cepat dr pada penggantiannya : sakit, sesudah operasi Keseimbangan nitrogen : pengukuran secara keseluruhan dan tidak mencerminkan keadaan masing2 jaringan

METABOLISME Proses pemecahan zat2 gizi di dalam tubuh untuk menghasilkan energi atau untuk pembentukan struktur tubuh Anabolisme  reaksi membangun Asam2 amino + energi  protein Katabolisme  reaksi memecah ikatan komplek menjadi ikatan lebih sederhana Protein  asam2 amino  energi

ANABOLISME Setelah diabsorbsi asam amino akan digunakan untuk protein jaringan  semua AA spesifik harus ada Zat yang mengatur sintesa protein DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) dalam nucleus Mengatur mekanisme dengan kontrol genetik yang diturunkan DNA membentuk pola dasar dari message code dalam tiap sel  menentukan protein spesifik tertentu yang akan disintesis

lanjutan 2. Messenger RNA (ribonucleic acid) Dibentuk oleh DNA dalam inti sel dan dicetak menurut pola spesifiknya masing2. RNA membawa pola yang dipindahkan dari DNA ke sitoplasma sel  dilekatkan pada ribosoma

TAHAP2 PEMBENTUKAN PROTEIN Aktivasi dari asam amino Supaya AA dapat bereaksi dengan subsitusi lain  dilakukan didalam sitoplasma sel dengan enzim pengaktivasi yang spesifik untuk setiap AA dan energi dari ATP (AMP). Enzym + AMP + AA  AA yang diaktifkan

Lanjutan Transfer RNA Tiap-tiap transfer RNA akan membawa masing2 AA ke messenger RNA dan menempati urutan2 yang ditentukan  deretan asam amino menurut kode yang dibawa oleh MRNA AA dikaitkan melalui ikatan peptida Kode yang dibawa MRNA merupakan kode susunan struktur primer protein

lanjutan Pembentukan rantai peptida Jaringan AA yang dibawa transfer RNA membentuk rantai peptida satu dengan yang lain  polipeptida  struktur primer protein disintesa  melepaskan diri dari ribosoma Bereaksi dengan gaya sekunder  protein sekunder Bereaksi dengan gaya tertier  protein kompleks

SINTESIS PROTEIN R1 0 R2 0 H2N --–C—-C-—N—-C—-C---OH H ikatan peptida

KARAKTERISTIK PROTEIN 2 AA dalam ikatan peptida  dipeptida 3 AA  tripeptida ; Banyak AA  polipeptida (20 hingga ratusan AA) Jenis AA Berapa kali AA muncul Urutan AA dalam ikatan protein  Menghasilkan jutaan jenis protein dengan berbagai karakteristik dan fungsi.

STRUKTUR PRIMER MOLEKUL INSULIN ala lis pro tre tir Tdd 51 AA dalam 2 rantai polipetida pendek

KLASIFIKASI A. PROTEIN BENTUK SERABUT Tdd beberapa rantai peptida berbentuk spiral. Sifat : daya larut rendah, tahan thd enzim pencernaan, dalam unsur2 struktur tubuh. Keratin : pada kuku, kulit, rambut Kolagen : pada jaringan ikat (tulang rawan) Elastin : pada urat, otot, arteri (pembuluh darah)

PROTEIN GLOBULAR Berbentuk bola dan terdapat dalam cairan jaringan tubuh Larut dalam larutan garam dan asam encer, mudah berubah dengan suhu Albumin : telur, susu, plasma dan hemoglobin. Larut dalam air Globulin : otot, serum, kuning telur, biji tumbuhan Tidak larut air, larut dalam larutan garam. Histon : dalam jaringan2 kelenjar ttt seperti timus dan pankreas

C. PROTEIN KONJUGASI Protein sederhana yang terikat dg bahan2 non asam amino (prostetik) Nukleoprotein: protein dg asam nukleat (9-10% fosfat). Hidrolisis menghasilkan purin, pirimidin, gula dan asam fosfat.Terdapat dalam inti sel dan bagian penting DNA, RNA (pembawa gen)

Lanjutan Lipoprotein : protein larut air yang terkonjugasi dengan lipida. Fosfoprotein : protein yang terikat dg asam fosfat (kasein dalam susu) Metalloprotein ; protein yg terikat dg mineral : zat besi, tembaga, seng. Misalnya feritin dan hemosiderin

KATABOLISME AA yang tidak digunakan dalam sintesa protein  tenaga Jalur metabolisme 1. Glikogenik 2. Glikoketogenik 3. Ketogenik

DEAMINASI Proses melepaskan gugus amino Deaminase AA menghasilkan amoniak (NH3) dan asam keto Gugus samping Gugus samping H --- C --- NH2 C = O NH3 COOH COOH

DEAMINASI AMONIA b. Remaining amino group forms urea in Pemecahan AA dengan melepaskan gugus NH2 didalam hati  terbentuk : a. Carbon skeleton  konvesi menjadi karbohidrat dan lemak b. Remaining amino group forms urea in liver and is excreted by kidneys. c.Digunakan untuk produksi purin dan komponen2 yg mengandung Nitrogen lain

Perubahan amoniak  ureum (di hati) Amoniak Karbondioksida Amoniak C H C H H – N – H + O + H – N – H H – O – H air H O H H - N - C – N - H Ureum

C. TRANSAMINASI Membuat AANE dengan memindahkan gugus amino dari suatu AA ke asam keto, dengan bantuan koenzym NAD (niacin), vitamin B6, niacin, asam folat dan vitamin B12

Transaminase untuk membuat AANE Gugus Gugus Gugus Gugus Samping samping samping samping C = O + H - C - NH2 H – C – NH2 + C = O COOH COOH COOH COOH A. keto A + A.Amino B ----- A. Amino A + A. Keto B

ASAM AMINO  ENERGI Asam amino  piruvat  glukosa: asam amino glukogenik (alanin, serin, glisin, sistein, metionin, triptophan) Asam amino  asetil KoA  lemak : Asam amino ketogenik (fenilalanin, tirosin, leusin, isoleusin, lisin) 3. Sisa AA kecuali asam aspartat diubah menjadi asam glutamat  masuk siklus TCA

Protein for Energy Body will transaminate / deaminate proteins to provide glucose to maintain blood glucose to the brain and to working muscles. Alanine – Glucose cycle

Alanine – Glucose Cycle Dalam jaringan otot  alanin dan glutamin mrpk 50% total N a amino yang dibebaskan Alanin diserap hati >> Glutamin dari otot diserap usus  sintesis alanin dan diserap ginjal  diaminasi menjadi glutamat dan amonia  ginjal

Alanine – Glucose Cycle Alanin dari otot, usus serta yang diserap hati  prekursor glukosa Peranan alanin  glukoneogenesis sangat penting (> 50% AA dalam sintesis glukosa adalah alanin)